产品全生命周期
项目管理系统
配方管理系统
实验管理系统
电子实验记录本
化工行业
PLM系统的工程机械行业工艺装备管理方案
文档的签审业务流程和变更业务流程是产品生命周期管理系统中的重要组成部分。为了打破长期存在的“信息孤岛”对工装管理造成的负面影响，通过分析工装管理存在的问题，并基于
产品应用
概述
工艺装备(以下简称工装)是指产品生产过程中所使用的各种工具，包括刀具、夹具、量具、模具、检具、电讯测试、试验中所涉及到的辅助装备、辅具、储运、钳工工具及工位器具等工具和专用设备。工装在产品生产中处于非常重要的地位，而工装的管理水平决定了工装在设计、变更流程中，是否能够保证工装的一致性、有效性、完整性和可追溯性。
工装管理的主要内容是将工装设计制造过程中所涉及到的人和物联系在一起，协同工作并将业务纳入规范的流程控制，实现工装资源全生命周期的管理。目前，工程机械行业工装管理方式落后，工装信息都是单独存在，各种信息没有相互关联，工装信息的签审流程和变更流程依靠手工进行；工装管理没有实现信息化，导致工装信息出现了壁垒，在传递过程中容易出现扭曲。产品生命周期管理贯穿产品从研发设计到退出市场的各个环节，对于企业的管理起着重要的作用。
1 工装管理面临的问题
由于现有的管理平台和管理流程不能满足数字化信息爆发的现状，人为因素对工装管理的影响较大，导致工程机械行业工装管理中存在诸多问题，问题涉及到工装管理的业务、过程及手段。工装管理所面临的主要问题具体表现在以下4个方面。
1)缺少合适的管理系统对工装信息进行统一、集中管理，不利于工装工程图样的查询、更改及汇总等工作的开展。另外，由于人员流动等原因导致工装原始设计信息(如工程图样信息、工装文档信息及工装影部件信息)流失，甚至出现了现场实物与工程图样无法对应的现象；难以控制工装信息版本的更改，工装信息的更改、升版，不能体现新版本来源和所属对象，也不能表明各个版本之间的产生顺序。
2)传统的工装管理停留在人工管理和签审，纸质单据入库存档，工装信息的更改主要通过手工进行。人为的管理和决策过多，导致业务流程存在进度难以掌握、过程文档查阅困难、变更信息容易出现错误、变更历史记录不完备、不便于问题的追溯及数据的可靠性、一致性得不到保证等问题。
3)随着AutoCAD、Cero等设计软件的推广与应用，在工装设计中产生了大量的电子数据，这些数据在纸质文档和电子文档中存在着一致性和有效性的问题，使得技术人员只能信任纸质文档。而归档的纸质图纸数量较多，信息查找不方便，检索利用效率低。同时，大量的工装电子资料分散存储在设计人员的电脑中，文件格式多样，多个版本共存，企业难以有效地进行区分和利用，技术资料存在很大的安全隐患。
4)工装设计制造中“信息孤岛”现象比较严重。工装设计数字化仅限于设计部门，而对于制造部门、制造单位仍停留在纸质文档层面。工装设计、制造“信息孤岛”现象容易导致工装设计、制造缺陷，工装结构不合理的现象时有发生。
2 工装在PLM系统中的管理流程
产品数据在其整个生命周期中要经历三种状态的转变：编制状态、预发布状态和发布状态。编制状态是指正在设计中的产品数据状态；预发布状态是指已完成设计但尚未归档的产品数据状态；发布状态是指已归档产品数据状态。
在PLM中，任何文档的归档都需要经过设计、校对、标准化、审核和批准等流程。并且由于各种不确定因素的影响(如市场需求变化、产品开发人员疏忽以及产品使用中的问题等因素)，对设计过程中已归档的产品数据进行更改是难免的，此时就需要通过设计变更业务，使产品数据在整个生命周期内保持一致性、共享性和可靠性，并按照预先定义的企业业务流程，流转于各个环节，因此，工装设计的签审和变更可以利用PLM系统的签审、变更流程来规范工装管理流程。对于本文所开发的工装管理流程，工装设计的签审针对的是处于预发布状态的信息，储存在企业公用数据库内；工装设计的变更针对的是处于流程中发布状态的信息，即经过设计签审后的产品信息。
2．1 基于PLM系统工装管理签审业务流程
2．1．1 工装EBOM的签审流程
基于PLM系统的工装工程BOM的签审主要包括以下步骤：1)提交审阅；2)校对；3)工艺审查；4)标准化审查；5)批准；6)工装设计完成通知。工装EBOM的签审流程如图1所示。
图1 工装EBOM的签审流程
图2所示为PLM系统工装EBOM签审流程界面。工装在Cero三维软件设计完成后，从设计者工作区使用【检人】功能将工程图样传人PLM系统中(企业公用数据库)，在系统内自动生成EBOM，此时信息处于预发布状态。设计人员在系统内查询到该工装的顶层EBOM，右击点选【提交审阅】功能，进入工装的签审流程，系统自动收集与工装相关的信息，方便审批人员查看。
建立完成审阅任务后，进入【安装参与者】，在此步骤中，在系统内选择指定的人员进行审批、校对，不能随意选择人员进行审批。签审流程依次通过校对、工艺审查、标准化审查、批准等步骤。审批人员接收到升级请求任务书后，点击【主题】进入升级请求任务界面可查看此次任务涉及的对象以及任务进程，其中【详细信息】栏显示了此次任务所包含的EBOM、工程图样及三维模型等文档，并可点开查看具体内容；【进程】栏可以了解各审批人员以及工装签审流程进展情况。
审批人员审阅时，点开工程图样，系统在界面左上角提供了多种标记工具，可根据审核情况，在图样中标记、注释需要修改的内容，并随【驳回】意见一同发还至流程发起者，并且可在备注中简要说明驳回原因。流程回到发起者的任务中，流程发起者修改后重新启动签审流程；如果审批人员同意该任务，则通过，信息处于发布状态。PLM系统自动生成工装设计完成通知，并将工装设计完成通知发送至相关部门电子收文人，同时发放至ERP系统。至此，整个工装EBOM签审流程结束。
图3 工装MBOM的签审流程
2．2基于PLM系统工装管理变更流程
工装在开发、使用过程中难免需要进行更改(如遇到设计缺陷、需求分析不准确、产品改善和产品定位等问题)。工装信息主要包括与工装相关的所有信息，包括工装模型、工装工程图样及工装BOM等。工装在开发过程中的设计变更是不可避免的，导致工装设计变更主要有以下几点原因：
1)因功能方面的要求或制造方面的原因变更工装设计；
2)工装设计中的错误(如尺寸问题导致工装与产品干涉、定位方式不能满足精度要求等)；
3)产品的部件结构发生变化(如增、减及替换零／部件)导致工装局部结构的改变；
4)用户需求发生变化或设计者错误地理解了用户需求(如工艺调整、加工设备更换导致工装结构的更改)；
5)工装使用不方便，用户提出合理的改善意见(如装夹困难、定位不方便等)。
工程变更管理是PLM中的一个重要组成部分，而PLM系统则是工程变更有效的管理平台，能够对工程变更各个子流程中相关信息即工程变更活动进行跟踪、记录和控制。基于PLM系统的工装变更流程，可详细记录变更流程中所有参与人员(包括变更申请人、变更审批人及变更执行人等)；系统的评审机制和流程控制健全，包括修改、通过和驳回变更申请，禁止未授权的文档更改；系统内所有文档可回溯、追踪；相关人员可在系统内接收到最新的变更信息，并且可以向流程发起人进行反馈。
2．2．1工装EBOM的变更流程
基于PLM系统的工装EBOM变更流程包括以下步骤：
1)新建更改通告；
2)变更审批；
3)变更执行；
4)校对；
5)工艺审查；
6)标准化审查；
7)批准；
8)变更完成通知。工装EBOM的变更流程如图4所示。
图4 工装EBOM的变更流程
2．2．2 工装MBOM的变更流程
同样，如果设计的工装是企业内部生产，工装MBOM变更流程具体步骤为：
1)创建更改通告；
2)变更审批；
3)变更执行；
4)审核；
5)批准；
6)变更通知。
工装MBOM的变更流程如图7所示。工装MBOM变更流程发起时，在更改通告类别中选择【制造工装变更】，没有校对、工艺审查和标准化审查等步骤，增加了审核步骤。
3 结语
本文根据企业成功实施案例，通过分析工装管理中存在的问题，解析了工装EBOM和MBOM的签审和变更流程。工装流程化管理的实施，可记录流程所涉及的所有对象的变化，随时监控流程所处状态，保证了工装数据的一致性、有效性、完整性和可追溯性。
工艺装备(以下简称工装)是指产品生产过程中所使用的各种工具，包括刀具、夹具、量具、模具、检具、电讯测试、试验中所涉及到的辅助装备、辅具、储运、钳工工具及工位器具等工具和专用设备。工装在产品生产中处于非常重要的地位，而工装的管理水平决定了工装在设计、变更流程中，是否能够保证工装的一致性、有效性、完整性和可追溯性。
工装管理的主要内容是将工装设计制造过程中所涉及到的人和物联系在一起，协同工作并将业务纳入规范的流程控制，实现工装资源全生命周期的管理。目前，工程机械行业工装管理方式落后，工装信息都是单独存在，各种信息没有相互关联，工装信息的签审流程和变更流程依靠手工进行；工装管理没有实现信息化，导致工装信息出现了壁垒，在传递过程中容易出现扭曲。产品生命周期管理贯穿产品从研发设计到退出市场的各个环节，对于企业的管理起着重要的作用。
1 工装管理面临的问题
由于现有的管理平台和管理流程不能满足数字化信息爆发的现状，人为因素对工装管理的影响较大，导致工程机械行业工装管理中存在诸多问题，问题涉及到工装管理的业务、过程及手段。工装管理所面临的主要问题具体表现在以下4个方面。
1)缺少合适的管理系统对工装信息进行统一、集中管理，不利于工装工程图样的查询、更改及汇总等工作的开展。另外，由于人员流动等原因导致工装原始设计信息(如工程图样信息、工装文档信息及工装影部件信息)流失，甚至出现了现场实物与工程图样无法对应的现象；难以控制工装信息版本的更改，工装信息的更改、升版，不能体现新版本来源和所属对象，也不能表明各个版本之间的产生顺序。
2)传统的工装管理停留在人工管理和签审，纸质单据入库存档，工装信息的更改主要通过手工进行。人为的管理和决策过多，导致业务流程存在进度难以掌握、过程文档查阅困难、变更信息容易出现错误、变更历史记录不完备、不便于问题的追溯及数据的可靠性、一致性得不到保证等问题。
3)随着AutoCAD、Cero等设计软件的推广与应用，在工装设计中产生了大量的电子数据，这些数据在纸质文档和电子文档中存在着一致性和有效性的问题，使得技术人员只能信任纸质文档。而归档的纸质图纸数量较多，信息查找不方便，检索利用效率低。同时，大量的工装电子资料分散存储在设计人员的电脑中，文件格式多样，多个版本共存，企业难以有效地进行区分和利用，技术资料存在很大的安全隐患。
4)工装设计制造中“信息孤岛”现象比较严重。工装设计数字化仅限于设计部门，而对于制造部门、制造单位仍停留在纸质文档层面。工装设计、制造“信息孤岛”现象容易导致工装设计、制造缺陷，工装结构不合理的现象时有发生。
2 工装在PLM系统中的管理流程
产品数据在其整个生命周期中要经历三种状态的转变：编制状态、预发布状态和发布状态。编制状态是指正在设计中的产品数据状态；预发布状态是指已完成设计但尚未归档的产品数据状态；发布状态是指已归档产品数据状态。
在PLM中，任何文档的归档都需要经过设计、校对、标准化、审核和批准等流程。并且由于各种不确定因素的影响(如市场需求变化、产品开发人员疏忽以及产品使用中的问题等因素)，对设计过程中已归档的产品数据进行更改是难免的，此时就需要通过设计变更业务，使产品数据在整个生命周期内保持一致性、共享性和可靠性，并按照预先定义的企业业务流程，流转于各个环节，因此，工装设计的签审和变更可以利用PLM系统的签审、变更流程来规范工装管理流程。对于本文所开发的工装管理流程，工装设计的签审针对的是处于预发布状态的信息，储存在企业公用数据库内；工装设计的变更针对的是处于流程中发布状态的信息，即经过设计签审后的产品信息。
2．1 基于PLM系统工装管理签审业务流程
2．1．1 工装EBOM的签审流程
基于PLM系统的工装工程BOM的签审主要包括以下步骤：1)提交审阅；2)校对；3)工艺审查；4)标准化审查；5)批准；6)工装设计完成通知。工装EBOM的签审流程如图1所示。
图1 工装EBOM的签审流程
图2所示为PLM系统工装EBOM签审流程界面。工装在Cero三维软件设计完成后，从设计者工作区使用【检人】功能将工程图样传人PLM系统中(企业公用数据库)，在系统内自动生成EBOM，此时信息处于预发布状态。设计人员在系统内查询到该工装的顶层EBOM，右击点选【提交审阅】功能，进入工装的签审流程，系统自动收集与工装相关的信息，方便审批人员查看。
建立完成审阅任务后，进入【安装参与者】，在此步骤中，在系统内选择指定的人员进行审批、校对，不能随意选择人员进行审批。签审流程依次通过校对、工艺审查、标准化审查、批准等步骤。审批人员接收到升级请求任务书后，点击【主题】进入升级请求任务界面可查看此次任务涉及的对象以及任务进程，其中【详细信息】栏显示了此次任务所包含的EBOM、工程图样及三维模型等文档，并可点开查看具体内容；【进程】栏可以了解各审批人员以及工装签审流程进展情况。
审批人员审阅时，点开工程图样，系统在界面左上角提供了多种标记工具，可根据审核情况，在图样中标记、注释需要修改的内容，并随【驳回】意见一同发还至流程发起者，并且可在备注中简要说明驳回原因。流程回到发起者的任务中，流程发起者修改后重新启动签审流程；如果审批人员同意该任务，则通过，信息处于发布状态。PLM系统自动生成工装设计完成通知，并将工装设计完成通知发送至相关部门电子收文人，同时发放至ERP系统。至此，整个工装EBOM签审流程结束。
图3 工装MBOM的签审流程
2．2基于PLM系统工装管理变更流程
工装在开发、使用过程中难免需要进行更改(如遇到设计缺陷、需求分析不准确、产品改善和产品定位等问题)。工装信息主要包括与工装相关的所有信息，包括工装模型、工装工程图样及工装BOM等。工装在开发过程中的设计变更是不可避免的，导致工装设计变更主要有以下几点原因：
1)因功能方面的要求或制造方面的原因变更工装设计；
2)工装设计中的错误(如尺寸问题导致工装与产品干涉、定位方式不能满足精度要求等)；
3)产品的部件结构发生变化(如增、减及替换零／部件)导致工装局部结构的改变；
4)用户需求发生变化或设计者错误地理解了用户需求(如工艺调整、加工设备更换导致工装结构的更改)；
5)工装使用不方便，用户提出合理的改善意见(如装夹困难、定位不方便等)。
工程变更管理是PLM中的一个重要组成部分，而PLM系统则是工程变更有效的管理平台，能够对工程变更各个子流程中相关信息即工程变更活动进行跟踪、记录和控制。基于PLM系统的工装变更流程，可详细记录变更流程中所有参与人员(包括变更申请人、变更审批人及变更执行人等)；系统的评审机制和流程控制健全，包括修改、通过和驳回变更申请，禁止未授权的文档更改；系统内所有文档可回溯、追踪；相关人员可在系统内接收到最新的变更信息，并且可以向流程发起人进行反馈。
2．2．1工装EBOM的变更流程
基于PLM系统的工装EBOM变更流程包括以下步骤：
1)新建更改通告；
2)变更审批；
3)变更执行；
4)校对；
5)工艺审查；
6)标准化审查；
7)批准；
8)变更完成通知。工装EBOM的变更流程如图4所示。
图4 工装EBOM的变更流程
2．2．2 工装MBOM的变更流程
同样，如果设计的工装是企业内部生产，工装MBOM变更流程具体步骤为：
1)创建更改通告；
2)变更审批；
3)变更执行；
4)审核；
5)批准；
6)变更通知。
工装MBOM的变更流程如图7所示。工装MBOM变更流程发起时，在更改通告类别中选择【制造工装变更】，没有校对、工艺审查和标准化审查等步骤，增加了审核步骤。
3 结语
本文根据企业成功实施案例，通过分析工装管理中存在的问题，解析了工装EBOM和MBOM的签审和变更流程。工装流程化管理的实施，可记录流程所涉及的所有对象的变化，随时监控流程所处状态，保证了工装数据的一致性、有效性、完整性和可追溯性。
